package com.lsh.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Date;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/**
 * @author ：LiuShihao
 * @date ：Created in 2021/3/1 12:03 下午
 * @desc ：NIO时间服务器 MulitiplexerTimeServer  多路复用器
 * 它是一个独立的线程，负责轮询多路复用器Selector，可以处理多个客户端的并发接入。
 */
public class MultiplexerTimeServer implements Runnable{

    private Selector selector;

    private ServerSocketChannel serverChannel;

    private volatile boolean stop;

    /**
     * 初始化多路复用器 绑定监听端口
     * 创建多路复用器Selector、ServerSocketChannel
     * 对Channel和TCP参数进行配置
     * @param port
     */
    public MultiplexerTimeServer(int port) {
        try {
            //创建Reactor线程，创建多路复用器
            selector = Selector.open();
            //打开ServerSocketChannel,用于监听客户端的连接，它是所有客户端连接的父管道
            serverChannel = ServerSocketChannel.open();
            //将Channel设置为异步非阻塞模式，他的backlog设置为1024
            serverChannel.configureBlocking(false);
            //绑定监听接口
            serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port),1024);
            //将ServerSockrtChannel注册到Reactor线程的多路复用器Selector上，监听ACCEPT事件
            serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            System.out.println("The time server is start in port :"+port);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            //如果资源初始化失败，如端口被占用，则退出
            System.exit(1);
        }

    }

    public void stop(){
        this.stop = true;
    }

    @Override
    public void run() {

        /**
         * 多路复用器在run方法的无限循环体中内轮询准备就绪的key
         * 在while循环体中，循环遍历selector，休眠时间为1秒，无论是否有读写时间发生，selector每隔1s都被唤醒1次
         * 当有处于就绪状态的Channel时，selector将返回该Channel的SelectionKey集合，通过对就绪状态的Channel集合进行迭代，可以进行网络的异步读写操作。
         */
        while(!stop){
            try {
                selector.select(1000);
                Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                Iterator<SelectionKey> it = selectionKeys.iterator();
                SelectionKey key = null;
                while(it.hasNext()){
                    key = it.next();
                    it.remove();
                    try{
                        handlerInput(key);
                    }catch (Exception e){
                        if (key != null){
                            key.cancel();
                            if (key.channel() != null){
                                key.channel().close();
                            }
                        }
                    }

                }

            } catch (Throwable t) {
                t.printStackTrace();
            }

        }
        //多路复用器关闭 后，所有注册在上面的Channel和Pipe等资源都会被自动用去注册并关闭，所以不需要重复释放资源
        if (selector != null){
            try {
                selector.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    /**
     * 处理输入
     * @param key
     * @throws IOException
     */
    private void handlerInput(SelectionKey key) throws IOException{
        if (key.isValid()){
            //处理新接入的消息请求，根据SelectorKey的操作位进行判断即可获知网络时间的类型，
            if (key.isAcceptable()){
                //Accept the new connection
                ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();
                //通过ServerSocketChannel的accept接收客户端的链接请求并创建SocketChannel实例,相当于完成了TCP的三次握手，TCP物理链路正式建立。
                SocketChannel sc = ssc.accept();
                //需要将新创建的SocketChannel设置为异步非阻塞，同时也可以对其TCP参数进行设置，例如TCP接收和发送缓冲区的大小等，但作为入门的例子，没有进行额外的参数设置。
                sc.configureBlocking(false);
                // Add the new connection to the selector
                //将新接入的客户端连接注册到Reactor线程的多路复用器上，监听读操作，读取客户端发送的网络消息。
                sc.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
            }
            if (key.isReadable()){
                //Read the data
                SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                // 异步读取客户端消息到缓冲区
                int readBytes = sc.read(readBuffer);
                if (readBytes > 0){
                    readBuffer.flip();
                    byte[] bytes = new byte[readBuffer.remaining()];
                    readBuffer.get(bytes);
                    String body = new String(bytes, "UTF-8");
                    System.out.println("The time server receive order :"+body);
                    String currentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body) ? new Date(System.currentTimeMillis()).toString() : "BAD ORDER";
                    doWrite(sc,currentTime);
                } else if (readBytes < 0 ){
                    //对端链路关闭
                    key.cancel();
                    sc.close();
                }else {
                    ;//读到0字节，忽略
                }
            }

        }

    }

    /**
     * 将应答消息异步发送给客户端
     * @param channel
     * @param response
     * @throws IOException
     */
    private void doWrite(SocketChannel channel, String response) throws IOException{
        if (response != null && response.trim().length() > 0 ){
            //将消息encode成ByteBuffer，调用SocketChannel的异步write接口，将消息异步发送给客户端。
            byte[] bytes = response.getBytes();
            ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(bytes.length);
            writeBuffer.put(bytes);
            writeBuffer.flip();
            channel.write(writeBuffer);
        }

    }
}
